Defectiuni ale cutiei de viteze

DEFECTIUNI ALE CUTIEI DE VITEZE

1.Neconformante si defectiuni

Notiunile de neconformanta si defectiune au intelesuri apropiate dar nu sunt identice.

Neconformanta este o  abatere a unei caracteristici de calitate dela nivelul dorit, sau stare, care apare cu o severitate suficienta ca produsul sau sericiul asociat sa nu indeplineasca cerinta unei specificatii.

Defectul este o abatere a unei caracteristici de calitate de la nivelul dorit, sau stare, care apare cu o severitate suficienta ca produsul sau sericiul asociat sa nu satisfaca cerintele de utilizare dorite, normale sau rational previzibile.

Se constata ca termenul de "neconformanta" este apt pentru a putea fi folosit de controlul calitatii la producatori sau la receptia unui produs, iar cel de "defect" in exploatare.O transimisie poate de exemplu sa fie neconforma dar sa nu fie defecta.O defectiune are intotdeauna asociata o neconformanta.

In cazul obiectelor reale, datorita neomogenitatii lor inerente, se poate considera ca acestea sunt formate din asamblarea unor mici obiecte perfecte (verigi) avand caracteristici diferite. Rezistenta (sarcina) critica a unui obiect real este data de veriga sa cea mai slaba. Pentru sarcinile aplicate pe perioade extrem de lungi se pot defini doua rezistente:

a. Sarcina pe care un obiect o poate suporta pe o perioada de timp infinita fara modificare sau deteriorare. Aceasta este rezistenta efectiva reala si este egala cu rezistenta verigii celei mai slabe din obiect.

b. Sarcina pe care un obiect o poate suporta pe o perioada de timp infinita cu modificari, dar fara defectare. Aceasta este rezistenta limita reala. Ea este egala cu rezistenta unei verigi slabe intermediare, rezistenta care este mai mare decat sarcina aplicata pe verigile ramase.

Curbele de rezistenta la oboseala a otelurilor constituie exemple ale acestor tipuri de rezistente.

Evolutia unui defect in timp poate fi importanta. In cazul unui obiect in care un numar de verigi au cedat, sarcina pe verigile ramase creste cu caderea fiecarei verigi cazute. Corespunzator, viteza de crestere a sarcinii este legata de inmultirea defectarii verigilor. Timpul necesar ca o veriga defecta sa afecteze urmatoarea devine mai scurt, procesul de defectare se accelereaza conducand la "defectarea prin avalansa'.

In cazul unui obiect continand multe defecte mici, ipoteza ca acestea nu modifica repartia energiei in obiect este aproape intotdeauna adevarata. Daca insa obiectul contine defecte mari, repartitia energiei inmagazinate se schimba esential, aparand fenomenul de concentrare a tensiunilor. Cazul se regaseste cand in material exista fisuri sau incluziuni, de asemenea cand sunt modificari importante de dimensiuni sau forma, ori muchii vii.

In afara sarcinii la care sunt supuse, obiectele reale sunt influentate si de mediu. Se constata ca si intre mediul ambiant si obiect are loc un schimb de energie si de materie care frecvent conduce la modificarea rezistentei.

Din cele aratate mai inainte se desprind urmatoarele

Nu este posibil sa se descrie fiabilitatea unui obiect real, in speta a unei transmisii mecanice, supus unei sarcini si intr-un mediu ambiant, fara a lua in consideratie timpul, in special durabilitatea.

Daca intr-un obiect (sistem) exista sau apare o sursa de deteriorare, reducerea sarcinii conduce la cresterea durabilitatii.

- Fiabilitatea nu este proprietatea unui obiect, ci a sistemului complex format din obiect-mediu-sarcina.

Exista trei cai (principale) ale cresterii durabilitatii unui obiect (transmisii mecanice):

cresterea rezistentei;

reducerea sarcinii aplicate,

reducerea vitezei de defectare

Aceste trei cai, la care se adauga principiul redundantei, reprezinta gradele de libertate ale solutionarii problemelor de fiabilitate.

Defectiuni generate de conceptia constructiva

Defectiunile de proiectare si tehnologice sunt defectiuni premature si apar accidental cu scoaterea din functiune a transmisiilor mecanice. Aceste defectiuni au la baza, in special, ruperea unor organe de masini componente la sarcini nominale de lucru si pentru un timp foarte scurt de functionare, griparea termica sau atermica printr-o alegere necorespunzatoare a cuplului de materiale si corelatia cu lubrifiantul si sistemul de ungere.

O categorie importanta de defectiuni este generata de subevaluarea sar­cinilor si conditiilor de mediu ambiant, ca si de utilizarea unor metode empirice sau neadecvate de dimensionare. Alegerea unei solutii construc­tive neadecvate sau a unei scheme cinematice insuficient studiate poate compromite, inca din faza de tema sau proiect tehnic, fiabilitatea oricarui sistem. Cu consecinte asupra disponibilitatii se incadreaza proiectarea transmi­siilor mecanice la care este neglijat accesul usor pentru intretinere, inspectie si reparare, in special pentru elementele vitale ale sistemului.

Eseu: Zugraveli si vopsitorii - lucrari care trebuie terminate inainte de inceperea zugravelilor si vopsitoriilor Eseu: Descriere folii de polietilena

Proiectarea necorespunzatoare a sistemului de etansare a transmisiilor mecanice care lucreaza in medii abrazive conduce la defectiuni cauzate de prezenta particulelor abrazive sau de infestare a lubrifiantului cu apa si scaderea implicita a portantei.

Totodata, transmisiile mecanice care deservesc instalatii si utilaje cu cresteri rapide si neprevazut de mari ale sarcinilor exterioare trebuie preva­zute, inca din proiectare, cu dispozitive de siguranta (cuplaje, limitatoare de moment, rigide sau elastice, transmisii prin frictiune etc.).

In cazul in care functionarea utilajelor si instalatiilor este limitata de sensul miscarii, transmisia mecanica de antrenare trebuie sa rezolve si sa asi­gure pe toata durata de lucru aceasta functiune.

Functionarea utilajelor si instalatiilor, intr-o gama de viteze sau turatii, impune ca transmisia mecanica sa permita realizarea acestei game si, mai mult, sa fie prevazuta cu dispozitive care, la depasirea fie a limitei superioare, fie a limitei inferioare, sa intrerupa functionarea sau sa comande o instalatie de automatizare si reglare pentru uniformizarea miscarii.

Proiectarea si realizarea rationala a transmisiilor mecanice cu transmi­terea fluxului de forta prin frecare (transmisii prin curele, variatoare elasto­hidrodinamice etc.) impun solutii care sa evite incarcarea inutila a contac­tului cuplei de lucru, mai ales atunci cand sarcina exterioara este semnificativ mai mica decat sarcina introdusa de sistemul de incarcare (intinderea curelelor, dispozitive de incarcare etc.).

3. Defectiuni generate de conceptia tehnologica si de executie

Defectiunile tehnologice apar in special ca urmare a modificarilor consti­tuentilor structurali ai materialelor utilizate (macro, sau microstructura) in raport cu specificatiile prescrise. Controlul riguros al materialelor si luarea masurilor organizatorice si tehnologice de incadrare in specificatiile tehnice constituie factori de crestere a fiabilitatii. Complexitatea sistemelor masinilor, dispozitivelor, sculelor si verificatoarelor, in corelatie cu cali­ficarea personalului, conduce la erori care devin tot atatea surse de defec­tiuni (neconformante).

Ca urmare a prelucrarilor mecanice necorespunzatoare a suprafetelor de lucru (modificarea fibrajului la prelucrarea la cald, prelucrari prin aschiere cu regim fortat de lucru) scade capacitatea portanta, in special la oboseala de contact. Prezenta rugozitatilor si ondulatiilor cu geometrii necorespunza­toare pe suprafetele active ale cuplelor de frecare conduce, atat la micsorarea capacitatii portante, cat si la marirea nivelului de zgomot si vibratii.

Calitatea montajului introduce unii factori perturbatori asupra fiabili­tatii, in special prin jocurile sau strangerile exagerate.

Tehnologiile de control (de receptie de la subfurnizori, pe parcurs si final) pot, in mare masura, sa previna livrarea de transmisii necorespunzatoare. Eficienta controlului de calitate este insa influetata de capabilitatea tehno­logiei de fabricatie. Din acest punct de vedere, tehnologicitatea si contro­labilitatea proiectului sunt factori decisivi.

4. Defectiuni cauzate de uzare

In procesul functionarii, transmiterea fluxului de forta pentru anumite regimuri cinematice ale transmisiei mecanice implica existenta unei viteze relative intre diferite elemente ale transmisiei si a unor forte normale si tangentiale.

Multitudinea, parametrilor, cu interactiune reciproca, din zona de con­tact a cuplelor din transmisia mecanica face ca procesul de frecare si uzare sa fie absolut prezent.

Frecarea, evaluata prin coeficientul de frecare, poate fi utila - cazul ambreiajelor cu frictiune, variatoarelor cu contacte hertziene, transmisiilor prin curele, sau daunatoare - cazul lagarelor cu alunecare sau cu rostogolire, angrenajelor cu roti dintate, transmisiilor cu lant, etansarilor cu contact etc.

Uzarea si, implicit, principalul ei efect uzura este intotdeauna dauna­toare si conduce, mai repede sau mai lent, la scoaterea din functiune a ele­mentelor cu miscare relativa din transmisia mecanica.

Defectiunile conditionate de procesul de uzare pot aparea ca urmare a :

solutiilor constructive - alegerea necorespunzatoare a cuplului de material, a lubrifiantului, alegerea necorespunzatoare a formei cuplei (macro si microgeometrice) ;

proceselor tehnologice - fabricatia, montajul, ajustarea si reglarea elementelor cuplelor de frecare ;

conditiilor de exploatare - abateri de la regimul de lucru (sarcini, viteze), calitatea mediului de funcitionare (temperatura, particule abra­zive etc.) ;

calitatii intretinerii - nerespectarea duratei de schimb a lubrifian­tilor, timpului si lubrifiantului de reungere.

Un parametru important al calculului durabilitatii cuplelor de frecare este valoarea limita a grosimii stratului uzat sau a altui parametru care limiteaza functionarea (nivelul de vibratii si zgomot, jocul maxim, tempera­tura de lucru maxima, randamentul minim, alungirea maxima etc.)

5. Defectiuni cauzate de deformatii si socuri

Solicitarile organelor de masini nu depasesc, in cele mai numeroase cazuri, starea elastica de deformatie a macrogeometriei. Desi aceste defor­matii sunt mici, prezenta lor implica functionarea corecta a altor organe de masini. Astfel, deformatiile elastice torsionale si flexionale ale arborilor unei transmisii mecanice influenteaza functionarea corecta a lagarelor cu alu­necare sau cu rostogolire, necesare rezemarii arborelui respectiv.     Totodata, deformatiile arborelui influenteaza si functionarea corecta a organelor de masini ce sunt montate pe arbori (roti dintate, roti de lant, cuplaje etc.). In general, deformatiile conduc la sarcini dinamice, vibratii si la repartizarea neuniforma a sarcinii pe suprafetele active ale unora dintre organele de masini care transmit fluxul de forta nemijlocit (angrenaje, rulmenti cu role, varia­toare cu frictiune).

Deformatiile termice pot genera modificari ale distributiei de presiuni in contactele cuplelor cu miscare relativa, rezultand valori ale presiunii care sa depaseasca limita de curgere a materialelor si deci aparitia defor­matiilor plastice.

Valoarea deformatiei hertziene si a microgeometriei suprafetei active este de acelasi ordin de marime, uneori chiar mai mare, decat toleranta dimensionala a su­prafetei respective. Acest lucru face ca siguranta in functionare a unor astfel de piese sa fie influentata mai mult de echilibrul sarcina-deformatie, decat de precizia initiala de executie.

6. Defectiuni cauzate de mediul ambiant

Nesocotirea factorilor de stres ai mediului ambiant poate genera numeroase defectiuni, constituind, deseori cauza defectiunilor primare. Ca tipuri de defectiuni trebuie incluse si acelea provocate de conservarea, ambalarea si transportul transmisiilor mecanice, componentelor acestora si pieselor de schimb. Principalii factori de stres ai mediului ambiant - temperatura, umiditate, soc mecanic, presiune, microorganisme si fungi, vibratii si acce­leratii, radiatii solare, radiatii nucleare (Roentgen, cosmice), nisip si praf, explozie, ceata salina - dau o imagine asupra varietatii solicitarilor la care poate fi supusa o_.transmisie. Neglijarea acestora conduce la defectari siste­matice din categoria acelora de conceptie constructiva, impunand ca factorii de mediu sa fie definiti in tema de proiectare si specificatii in notita tehnica.

7. Defectiuni provocate de factorul uman

Lipsa de cunoastere si lapsusul mintal constituie sursa principalelor de­fectiuni provocate de factorul uman. La acestea se adauga acele rezultate din neglijarea considerentelor ergonomice. Defectiunile provocate de factorul uman se situeaza cu precadere la transportul, montajul, exploatarea si intre­tinerea sistemelor mecanice. Din aceasta cauza aspectele mentenabilitatii sunt cel mai puternic afectate.

Prevenirea acestui tip de defectiuni se poate realiza cel mai eficient in etapa de proiectare. Transmiterea de informatii prin inscriptionari clare si greu de sters, manuale de intretinere si reparatii etc., au o deosebita impor­tanta. Sistemele automate de supraveghere si alarma au un rol insemnat si prin prisma reducerii defectiunilor provocate de factorul uman.